김포열병합발전소서 2023년부터 상업운전 실시
두산중공업이 국내 최초로 개발 중인 ‘발전용 대형 가스터빈’이 모습을 드러냈다.
두산중공업은 18일 경남 창원 본사에서 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 국책과제로 개발하고 있는 발전용 대형 가스터빈 초도품의 최종조립 행사를 개최했다.
발전용 대형 가스터빈의 현재 제조 공정율은 약 95% 수준이며, 올해 안에 사내 성능시험에 돌입할 예정이다. 이 성능시험에 성공하면 한국은 미국, 독일, 일본, 이탈리아와 함께 발전용 대형 가스터빈 기술을 보유한 5개 국가 가운데 하나로 이름을 올리게 된다.
현재 설계자립화는 100%, 국산화율 90% 이상이며, 일부 전기제어센서를 제외하면 모두 국산이다.
앞서 두산중공업은 지난 2013년 정부가 추진한 한국형 표준 가스터빈 모델 개발 국책과제에 주도적으로 참여한 바 있다. 이 국책과제는 해외 제품에 의존해 온 발전용 가스터빈의 국산화를 목적으로 실시했다.
발전용 가스터빈은 압축된 공기와 연료를 혼합·연소시켜 발생하는 고온·고압의 연소가스를 터빈 날개(블레이드)를 통해 회전력으로 전환 시키고, 이때 터빈에 연결된 발전기를 통해 최종적으로 전기에너지를 생성하는 내연기관이다.
발전용 가스터빈은 항공기 제트 엔진과 동일한 기술을 기반으로 개발된다. 전 세계적으로도 미국, 독일, 일본, 이탈리아만 기술을 보유하고 있다. 이들 국가는 발전용 가스터빈을 국가 핵심 전략상품으로 규정해 기술유출을 극도로 제한하고 있다. 해외 제조사는 국내 발전소에서 가스터빈 보수작업 시 국내 발전소 고객사가 작업 진행 상황을 볼 수 없도록 차단막을 설치하고 작업할 정도다.
현재 국내 발전소에서 운영되고 있는 가스터빈은 총 149기로 전량 해외 기업 제품이다. 가스터빈 구매비용 약 8조1000억원과 함께 유지보수, 부대 비용 등이 약 4조2000억원인 점을 고려하면 총 약 12조3000억원의 비용이 든다.
이번에 두산중공업이 최종조립한 ‘DGT6-300H S1’ 모델은 270메가와트(MW) 출력과 60% 이상의 복합발전효율 성능을 갖춘 대용량·고효율 가스터빈이다. 부품 수만 4만여개에 이른다.
또 가스발전(LNG)의 초미세먼지 배출은 석탄발전의 8분의 1 수준이며 직접 배출되는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 대기오염물질은 석탄발전의 3분의 1 이하 수준으로 친환경 운전을 할 수 있다.
이 가스터빈 모델은 H급 모델로, 다른 경쟁사 제품과 마찬가지로 단순 효율 40%, 복합 효율 60%로 설계·제작되고 있다. 현재 H플러스(+)급의 ‘DGT6-300H S2’ 모델을 병행 개발 중이다.
가스터빈의 급수는 D·F·G·H·H+로 나뉜다. 가스터빈에 적용된 기술 수준이나 터빈 입구온도에 따라 다른 급수가 정해진다. D에서 H+급으로 갈수록 터빈 입구 온도와 효율, 출력 등이 높은 최신 기술이 적용됐다.
두산중공업은 내년 1분기 안에 가스터빈의 검증 시험을 완료하고 서부발전의 김포열병합발전소에서 오는 2021년 가스터빈 출하와 설치, 시운전을 거쳐 2023년부터 상업운전을 실시할 예정이다.
두산중공업은 발전용 가스터빈 사업을 중장기 신성장 동력 가운데 하나로 선정하고 오는 2026년까지 연매출 3조원 이상의 수출 산업으로 육성해 세계 가스터빈 시장 점유율 7% 달성을 목표로 하고 있다.
박지원 두산중공업 회장은 “격변하는 시장환경 속에서 사업 포트폴리오를 확대하고 다각화하는 노력을 펼쳐왔는데, 오랜 노력 끝에 발전용 가스터빈을 개발하게 돼 매우 중대한 하나의 결실을 맺었다”며 “지속적인 변화와 혁신을 통해 다른 분야에서도 의미 있는 성과를 내놓을 것”이라고 말했다.
